Задачи › Измерения и погрешности

Соль (хлорид натрия)

  1. Соль (хлорид натрия)

    ВсОШ 2015/16, 9 кл.
    6/10

    Оборудование: цилиндр измерительный объёмом \(100\text{ мл}\), пробирка, стакан с водой, шприц, 2 комплекта порошка поваренной соли (в комплект входит три порции поваренной соли (NaCl) массой \(5\text{ г}\), \(15\text{ г}\), \(20\text{ г}\)).

    Указание: перед началом работы тщательно продумайте последовательность ваших действий. При выполнении работы описывайте, что вы делали. Для выполнения задания используйте только один комплект. Второй комплект вам выдан для проведения пробного эксперимента. Дополнительные порции соли выдаваться не будут.

    Плотность воды \(\rho_\text{В} = 1{,}0\text{ г/см}^3\).

    1. Определите плотность \(\rho_\text{П}\) порошка хлорида натрия.

    2. Определите соотношение масс соли и воды (\(\alpha = M_\text{с}/M_\text{в}\)) в насыщенном растворе поваренной соли при комнатной температуре (известно, что \(\alpha < 0{,}5\)).

    3. Определите плотность \(\rho_\text{К}\) кристаллов хлорида натрия.

    4. Оцените погрешность в определении \(\alpha\), \(\rho_\text{П}\), \(\rho_\text{К}\).

    Примечание 1: насыщенным раствором называется жидкость, в которой перестаёт растворяться соль.

    Примечание 2: в вашем оборудовании присутствуют два прибора для измерения объёма, однако величины объёмов, полученные при измерении ими одной и той же порции вещества, могут отличаться. Считайте верными значения объёмов, измеренные с помощью шприца.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Плотность порошка найдите из массы навески и её объёма. Для насыщенного раствора добавляйте воду порциями и следите, перестают ли исчезать кристаллы соли. Для кристаллов сравните объём смеси до и после добавления соли в насыщенный раствор.

    Ответ

    1) \(\rho_\text{П} \approx 1100\text{--}1200\text{ кг/м}^3\) (ориентировочно);  2) \(\alpha \approx 0{,}36\) (табличное значение);  3) \(\rho_\text{К} \approx 2165\text{ кг/м}^3\) (табличное значение).

    Решение

    1. Плотность порошка соли. Навеску массой \(20\text{ г}\) следует высыпать в сухой мерный стакан или в шприц и измерить объём этого количества соли. Плотность \(\rho_\text{П} = m/V\). Организаторам следует заранее определить плотность порошка той партии соли, которая используется в эксперименте. Ориентировочно \(1100 < \rho_\text{П} < 1200\text{ кг/м}^3\).

    2. Отношение масс соли и воды в насыщенном растворе. Высыпаем навеску соли массой \(5\text{ г}\) в пробирку и добавляем фиксируемые порции воды с помощью шприца. Шаг добавляемых порций воды участник выбирает самостоятельно. После каждого добавления воды тщательно перемешиваем раствор. Эксперимент продолжаем до тех пор, пока количество кристалликов в осадке не изменится при очередном добавлении \(1\text{ мл}\) воды. Так как \(1\text{ мл}\) воды имеет массу \(1\text{ г}\), отношение масс \(\alpha = M_\text{с}/M_\text{в}\) определяется по массе соли и объёму добавленной воды. Табличное значение \(\alpha = 0{,}36\); практически удовлетворительным результатом считается \(0{,}32 < \alpha < 0{,}35\). Полностью добиваться исчезновения осадка нецелесообразно, так как в соли может быть небольшое количество посторонних нерастворимых примесей.

    3. Плотность кристаллов хлорида натрия. Порцию соли, находящуюся в измерительном цилиндре, заливаем небольшим количеством воды (туда же можно вылить содержимое пробирки). Необходимо обеспечить насыщенность раствора в мерном стакане, т.е. наличие в нём достаточного количества нерастворённой соли, и зафиксировать объём содержимого. Затем в мерный стакан высыпаем навеску соли массой \(20\text{ г}\) и снова фиксируем объём содержимого. Так как добавленная соль не может раствориться в насыщенном растворе, её объём равен разности полученных объёмов: \(V_\text{К} = V_2 - V_1\), и \(\rho_\text{К} = m/V_\text{К}\). Табличное значение плотности NaCl \(\rho = 2165\text{ кг/м}^3\).

    4. Погрешности \(\alpha\), \(\rho_\text{П}\), \(\rho_\text{К}\) оцениваются по погрешностям измерения масс навесок (\(\pm 0{,}1\text{ г}\)) и объёмов.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх